Intel освоює фотонну технологію

Дослідники з корпорації Intel заявили про значний прорив в області кремнієвої фотоніки - технології, що дозволяє передавати дані всередині напівпровідникових чіпів за допомогою імпульсів світла. В сучасних мікросхемах передача інформації здійснюється по з`єднаннях, що пропонують істотно більш низьку швидкість.

У статті, опублікованій в журналі Nature Photonics, описується новий потоковий фотодетектор (APD - Avalanche Photodetector), призначений для уловлювання потоку світлових імпульсів і подальшого посилення сигналу в мікроелектронних пристроях.

Детектор створений на базі кремнієвих компонентів, і це є його головною перевагою. Інші аналогічні розробки мають на увазі використання інших конструктивних матеріалів, наприклад, з`єднання індію і фосфору. Такі сполуки істотно дорожче, що представляє собою бар`єр на шляху запуску технології в масове виробництво. Новий фотодетектор, створений з кремнієвих компонентів, дешевше у виготовленні і, більш того, має в кілька разів вищу продуктивність.



Датчик являє собою крихітне пристрій, здатний уловлювати пульсації світла, перетворюючи їх в електричні сигнали. На відміну від інших сенсорів, які отримують один фотон і конвертують його в один електрон, APD може посилювати отриманий сигнал багаторазово. Так, ключова характеристика сенсора APD - посилена смуга пропускання (gain bandwidth, твір коефіцієнта посилення детектора на величину його смуги пропускання) - дорівнює 340 ГГц, що приблизно в три рази більше в порівнянні з іншими детекторами. Сучасні детектори світла мають gain bandwidth рівну 120 ГГц.

Особливістю APD є те, що його коефіцієнт посилення і ширина смуги можуть пропорційно варіюватися, що відкриває деякі цікаві можливості. Наприклад, датчик можна налаштувати або на економну роботу, або на передачу бітів на максимально довгу дистанцію. В Intel продемонстрували можливість створення оптичних зв`язків зі швидкістю передачі 40 Гбіт / с і ще вище.

Основна мета, яку переслідує фотоніка, - заміна традиційних металевих з`єднань в чіпах на світлові хвилеводи для того, щоб передавати інформацію в десятки разів швидше. При збереженні тенденції збільшення числа ядер в процесорах, технологія передачі інформації за допомогою світла є критично важливою, вирішальною проблему «вузького горлечка», коли продуктивність ядер перевищує продуктивність каналів передачі даних.

Протягом декількох останніх років можливі шляхи комерціалізації фототехнології досліджувала не тільки Intel, але і IBM. Виступаючи на конференції Intel Developer Forum в серпні, головний технічний директора Intel Джастін Раттнер (Justin Rattner) заявив, що кремнієва фотоніка може з`явитися в масових продуктах вже в 2010 р Він додав, що згідно з його баченням технологія повинна з`явитися спочатку в процесорах для настільних ПК , а вже потім - для серверів. Це б вказало на те, що фотоніка готова до використання на масовому ринку, в споживчих товарах.

У розробці нового фотодетектора брали участь: Агентство передових оборонних дослідницьких проектів США (DARPA), вчені з декількох американських університетів, а також компанія Numonyx, створена Intel і STMicroelectronics в 2008 р

Intel веде розробку і ще однією цікавою технології під назвою WISP, яка дозволить створювати повністю автономні чіпи, які не підключаються до будь-яких джерел електричної енергії, в яких відсутні акумуляторні батареї. Мікрочіпи зможуть заряджати себе самі, черпаючи енергію з навколишнього середовища - витягуючи її з перепадів температур, тертя, радіохвиль і так далі. Про це на минулому в вихідні прес-конференції в Сан-Франциско розповів Джастін Раттнер. За його словами, після установки таких систем можна буде забути про їх обслуговуванні.

Це можуть бути датчики пожежі, руху, термометри, вимірники кровоносної тиску в тілі пацієнта, що передають інформацію по бездротовому зв`язку, - варіантів застосування незліченна безліч. В теорії можливо масштабування автономного датчика до молекулярного рівня. Такі мікросистеми зможуть, наприклад, виявляти проникнення вірусу в повітря або інше середовище.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!